19. Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет насадочных сепараторов.

Эффективность процесса сепарации определяется степенью очистки газа от капельной жидкости и жидкости от газа, что характеризуется коэффициентом уноса жидкости потоком газа К_ж, и газа потоком жидкости К_г, а так же предельной средней скоростью газа в свободном сечении сепаратора и временем задержки жидкости в сепараторе. Коэффициент уноса жидкости о коэффициент уноса газа соответственно равны: К_ж=q_ж/Q_г, К_г=q_г/Q_ж, где q_ж - объемный расход капельной жидкости, уносимой потоком газа из сепаратора; q_г - объемный расход остаточного газа, уносимого потоком жидкости из сепаратора; Q_ж-объемный расход жидкости на выходе из сепаратора; Q_г - объемный расход газа на выходе из сепаратора. Чем меньше К_ж и К_г при прочих равных условиях, тем совершеннее сепаратор. Однако уменьшение этих показателей обычно связано с усложнением конструкции сепаратора и увеличением его габаритных размеров. Поэтому очень высокая степень очистки газа и жидкости оказывает не всегда оправданной. Необходимо ориентироваться на требуемую степень очистки, которая зависит от конкретных условий сбора нефти и газа. Пропускная способность сепаратора по газу зависит от величины , которая в свою очередь определяется скоростью осаждения капель жидкости минимально заданного размера. Время пребывания существенно влияет на эффективность очистки как газа от капель жидкости, так и жидкости от газа. Средний диаметр пузырьков окклюдированного газа в потоке перед сепаратором:

,

где -число Вебера;

-число Рейнольдса;

-число Фруда;

-поверхностное натяжение на границе газ - дисперсионная среда; D-внутренний диаметр трубопроводада; -динамическая вязкость и плотность дисперсионной среды; w-средняя скорость течения. Пропускная способность сепаратора определяется:

,

диаметр сепаратора определяется:

Технологический расчет насадочных сепараторов сводится к определению скорости набегания потока на насадку, при которой не происходит срыва и дробления капель жидкости, осевшей в насадке. Критическая скорость газа, характеризующая это явление, определяется по формуле: ,

где σ-поверхностное натяжение на границе раздела газа и жидкости; А-параметр, величина которого зависит от типа принимаемой насадки и требуемого коэффициента уноса капельной жидкости к_у. площадь сечения насадки определяется по формуле: ,

20. Выбор числа ступней сепарации. Давление в сепараторе.

Для увеличения выхода и снижения упругости паров тов. Нефти и повышения ряда других технико-экономических показателей нефтепромыслового хозяйства применяют многоступенчатую сепарацию нефти и газа. Она позволяет более полно использовать естественную энергию пласта для транспорта и подготовки нефти и газа, выделить из газа большую ее часть в виде почти сухого газа, направляемого на использование без переработки, получить более стабильную нефть. Однако увеличение числа ступеней сепарации более 2-х сравнительно мало изменяет выход нефти по сравнению с двухступенчатой сепарацией, но заметно усложняет и удорожает нефтегазосборную систему. Давление первой ступени сепарации зависит от принятого давления в нефтегазосборной системе, которое в значительной мере определяется запасами избыточной энергии пласта. Выбор давления в промежуточных ступенях сепарации осуществляется на основе комплексного рассмотрения вопросов сбора нефти и газа и их подготовки к магистральному транспорту и использованию. При этом учитываются задачи промысловой переработки газа, в частности, требования к глубине отбора газа (этанов, пропанов, бутанов), извлечение которых требует определенного давления. Требования к сепарации значительно воз-ют, если на месторождении нет специальной установки для стабилизации нефти. Здесь во избежание больших потерь легких фракций нефти при ее хранении и дальнем транспорте по возможности надо их выделить при сепарации и затем уловить на газоперерабатывающих установках. С этой целью последняя ступень сепарации осуществляется при возможном более низком давлении –атмосферном или при небольшом вакууме, а в отдельных случаях и при повышенных температурах.